A Thermo-Elasto-Viscoplastic Model for Soft Sedimentary Rock

In this paper, a new thermo-elasto-viscoplastic model is proposed, which can characterize thermodynamic behaviours of soft sedimentary rocks. Firstly, as in the Cam-clay model, plastic volumetric strain which consists of two parts, stress-induced part and thermodynamic part, is used as hardening parameter. Both parts of the plastic volumetric strain can be derived from an extended e-ln p relation in which the thermodynamic part is deduced based on a concept of ‘equivalent stress’. Secondly, regarding soft sedimentary rocks as a heavily overconsolidated soil in the same way as the model proposed by Zhang et al. (2005), an extended subloading yield surface (Hashiguchi and Ueno, 1977; Hashiguchi, 1980; Hashiguchi and Chen, 1998) and an extended void ratio difference are proposed based on the concept of the equivalent stress. Furthermore, a time-dependent evolution equation for the extended void ratio difference is formularized, which considers both the influences of temperature and stresses. Finally, it is proved that the proposed model satisfies thermodynamic theorems in the framework of non-equilibrium thermodynamics.     

岩基载荷试验的试验成果及其运用分析

山区地基的优势为,岩石地基相比土质地基承载力更高,变形更小,基础形式更为简单,且多为桩基础和独立基础等.为了更好地发挥山区岩石的承载力,重庆地区编制了地方标准,修订了单桩竖向承载力通过岩基载荷试验确定的计算公式,很好地利用了山区岩石地基的作用机理,节约了工程造价.该文发现在众多设计文件和试验报告中,许多工程技术人员对岩基载荷试验的实验成果与使用存在误读,特别是国家标准和地方标准在计算公式上的不一致,容易造成在具体运用中混淆不清.为了进一步理清不同标准之间的关系,明确岩基载荷试验成果在使用上的路径,该文对不同标准中有关岩基载荷的规定进行了对比与分析,可为相关研究提供一定参考.     

软岩的旁压试验

本文简要叙述了软岩的工程地质性质，并着重讨论了软岩旁压试验的机理和旁压试验的静止水平压力，提出了确定临塑压力和地基承载力的方法。对所收集到的大量实际工程软岩旁压试验资料进行了统计分析。最后，对软岩旁压试验的发展提出了建议。     

碳纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱试验研究

对4根碳纤维布加固钢筋混凝土偏压柱进行了静载试验,研究表明采用横向缠绕碳纤维布对加固后 偏压柱的极限承载力和延性有一定程度的提高。提出了碳纤维布加固钢筋混凝土偏压柱的承载力计算公式 和设计建议,计算值与试验值吻合较好。     

列车动力荷载作用下路基土动力变形分析

结合列车运行的相关参数,在室内对路基土样进行动三轴试验,对路基土体在动荷载作用下的变形进行分析.试验结果表明:路基土体存在临界动应力,当列车产生的动应力小于土体临界动应力时,路基变形不会产生破坏,不同动应力作用下,路基土变形规律相似,在振动的前期,变形约占总变形的60%,随着振动次数的增加,变形将趋于稳定.当列车产生的动应力大于土体临界动应力时,路基变形将产生破坏.     

Strength and Deformation of Soft Rocks Under Cyclic Loading Considering Loading Period Effects

Cost-effective design is the primary motivation for adopting the performance-based design method. This method, however, requires that deformations be reliably estimated. While soft rocks are known to be competent foundation materials for large-scale structures, the deformation characteristics of this material when subjected to large cyclic loadings still have to be understood. In this study, the strength and deformation characteristics of soft rocks under cyclic loadings were investigated by conducting cyclic triaxial tests on natural soft rock samples. The loading histories that were applied to these samples were uniform amplitude cyclic loadings with loading periods between 1 s and 9000 s. The tests revealed that the longer the loading period, the larger is the residual strain accumulated for a certain number of loading cycles. This dependency of residual strain accumulation on loading period appears to be an intrinsic material property which is irrespective of loading amplitude and water content. From this finding, it can be inferred that the prevailing practice of soft rock cyclic loading tests at 300 s and 9000 s of cyclic loading periods, which are much longer than that of earthquakes, can result in overestimated residual strains.     

逐级加载下浅埋软岩隧道动力破坏振动台试验

浅埋隧道围岩的质量普遍较低,整体稳定性差,隧道震害表明强震作用下浅埋隧道极易发生震动破坏。通过开展V级围岩条件下浅埋隧道在小震下的震动响应和逐级加载下的震动垮塌振动台试验,研究了小震作用下围岩加速度沿地层的分布、衬砌结构的内力变化和围岩内部的水平位移变化规律,强震作用下衬砌结构裂缝开展和围岩震动垮塌。结果表明:围岩加速度随距地表距离的减小而增加,地表加速度约为拱顶处加速度的1.63倍,相同高度平面内靠近隧道的围岩振动具有一定的加强;隧道拱顶围岩内部的水平位移大约是拱腰围岩内部的1.23倍,围岩内部位移随着远离隧道而逐渐减小,随着震动烈度的增加而不断增加;隧道拱顶上方垮塌区形状近似漏斗,震动引起隧道衬砌结构拱脚处的轴力和弯矩变化最大,且拱肩和拱脚处裂缝分布最多,应加强拱肩和拱脚处结构的抗震性能。     

超深地基超大荷载自反力静载试验方法研究

依托贵阳花果园双子塔项目,在试验场地有限的情况下,优化试验顺序,研究出单孔内分别完成深层平板试验、侧摩阻力试验及原尺寸模型桩试验的超大荷载、超深地基自反力静载试验方法,详细介绍了此试验方法的原理、工艺流程,简要介绍了试验结果。此方法的试验结果既能为贵州类似地质条件积累数据资料,其中的原尺寸模型试验又能为本项目提供不同岩性、不同嵌岩深度下桩基的真实承载力值,为设计团队的桩基优化提供依据。     

含预制裂纹岩石试样在动载荷作用下破裂模式的数值模拟

本文利用岩石破裂过程分析系统（RFPA）研究了含有不同角度预制裂纹的岩石试样在动态载荷作用下的破坏过程。数值模拟表明：应力峰值较小时,试样的破裂模式与静态载荷作用下的破裂模式相似;应力峰值较大时,试样的破坏区主要集中在试样顶端。在相同的应力峰值务件下,试样的最终破坏模式基本不受预制裂纹的倾角的影响。数值模拟得到的破裂模式与实验结果比较吻合。     

不同应力路径加荷时粉土的应力应变关系

对粉土在常规三轴仪上用改进的加荷方法进行了多种应力路径的试验,揭示了应力路径对粉土应力应变特性的影响;探讨了粉土的剪胀性以及用常规三轴试验得出的参数能否反映不同加荷路径等问题;推荐了几个合适的本构模型并给出了模型参数.     

碎石桩复合地基平板载荷试验及结果分析

结合实际工程,研究碎石桩复合地基在平板载荷试验下的地基变形特征,对其压板及压板周围土体变形沉降特性进行了量测及结果分析,并对两种不同面积压板下的地基变形进行了对比分析,以供工程实践借鉴。     

应用软岩层载荷试验成果设计大直径挖孔扩底桩

某电力大楼桩基础应用软岩层地基载荷试验结果设计大直径挖孔扩底桩,取得了单桩承载力高、施工工期短、质量可靠、减少投资的效果.     

层状软岩力学特性现场试验研究

水布垭水电站地下厂房薄层页岩、粉砂岩互层岩体及层间剪切带属于层状软岩,针对其进行原位承压板法变形试验、直剪试验及三轴试验,对通过不同试验得到的力学参数进行了对比分析,结果表明：变形模量的围压效应明显,通过三轴试验得到的变形模量大于承压板法变形试验的变形模量,且随围压的增加而变大;三轴试验有整体拉裂破坏和较软层首先拉裂而导致破坏两种破坏方式;通过三轴试验求出的抗剪强度参数明显大于以层面为剪切面的直剪试验抗剪强度参数。     

膏岩三轴压缩声发射特征及损伤演化研究

利用MTS 815岩石力学测试系统对膏岩进行不同围压下的三轴压缩试验,配合AE系统进行全过程声发射监测,展开了膏岩变形破坏过程的力学特性及声发射特征进行研究,并进一步探讨膏岩变形破坏过程损伤演化规律。试验结果表明:(1)膏岩是一种致密低渗岩石,气体孔隙度在1.30%~3.50%之间;(2)三轴加载条件下,膏岩的力学性质与声发射参数对围压的响应效果强烈,50 MPa围压较5 MPa围压下膏岩强度提高110.67%。高围压下声发射信号表现出明显的“滞后”效应,声发射集中分布区不断向后推移;(3)膏岩的临界围压为20 MPa。低围压下膏岩呈脆性破坏,破坏后形成宏观剪切面;临界围压下呈塑性破坏,破坏后形成共轭Y型剪切;高围压下呈延性破坏,破坏形态为鼓胀破坏;(4)膏岩损伤演化过程可分为初始损伤期、损伤快速发展阶期与损伤平稳期,能够与膏岩变形破坏阶段对应;损伤快速发展期为膏岩内部裂隙发展、贯通的主要阶段。     

深埋桩顶PHC桩的静载试验

提出了一种当工程桩的桩顶标高远低于地面标高时,在地面进行静载试验的方法。即做一组不存在桩端阻力的短桩（桩长等于桩顶埋深）静载试验,比较准确地求得其极限侧摩阻力,再用长桩的极限承载力减去短桩极限侧摩阻力,可以得出地面以下工程桩的极限承载力,为工程设计施工提供了更为可靠的依据。     

软岩隧道不同支护方法的数值分析和效应探讨

通过对软岩隧道各种支护方法及其机理的理论分析,本文结合重庆某高速公路软岩隧道,采用有限差分法(FLAC2D)分别建立了五种支护方案的平面计算模型,针对五种支护方案的计算结果深入分析在不同支护条件下隧道周边围岩的位移场、应力场,并探讨各种支护方法的支护效应,得出了锚杆注浆喷射混凝土能有效控制拱顶沉降和拱腰收敛,及时回填仰拱能有效控制底板隆起及抑制仰拱和墙脚塑性区开展的结论,探讨结论可为同类隧道的开挖支护提供参考。     

钢筋混凝土柱的双向拟静力实验研究

通过双向拟静力实验,研究钢筋混凝土柱在双向受力下的相互影响,特别是不同加载路径下破坏特点,分析比较钢筋混凝土柱在不同的双向加载路径下的累积滞回耗能和损伤情况。实验采用了目前结构抗震中比较常用的六种加载规则,实验是以位移控制的加载方法进行的。     

南宁盆地工程软岩的室内试验问题分析

南宁盆地内泥质类软岩表现出一个重要的特性就是半固结性,加上其独特的互层性地层构造,使泥岩软硬相间难以进行风化带划分.又由于工程钻探的扰动作用,工程师们在感官上很难把握风化程度.什么情况下按土进行试验,什么情况下按岩石进行试验,抑或两类试验都考虑?往往令工程技术人员无所适从,因此选用简便的试验方法对其进行甄别是非常重要的.文章以泥岩的水稳定性做为划分标准对泥岩的岩土界线进行了划分,并设计了一些试验方法及提出了试验的基本准则.     

饱和软粘土在循环荷载下的孔压数值分析

在经典的Terzaghi一维固结理论基础上,推导出循环荷载作用下考虑土体非线性的一维固结微分方程,并应用Matlab软件编写相应微分方程的求解程序,得到超孔隙水压力随时间变化的曲线。结合单层地基在正弦循环荷载形式作用下的固结算例,对所得数值解进行了探讨,揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基孔压分布的特性,得到了一些有益于工程实践的有意义的结论。     

动态荷载不同幅值作用下软土流变特性测试分析

理论分析和实际研究表明,动态荷载作用会加速软弱岩土的流变,导致更多的岩土工程事故和地质灾害。采集厦门海相沉积软土,采用人工制样方法,在动态三轴仪上测试了正弦荷载不同幅值作用下试样的动应力—应变、流变应变—时间关系等流变特性曲线,分析了不同动载幅值条件下试样各个加载阶段动态流变特性、流变速率与流变加速度等变化过程。研究结果表明:试样在动态荷载不同幅值作用过程中都表现出从减速流变、相对稳定流变到加速流变等阶段。当动载作用幅值在10~20 kPa低应力范围内时,动应变增长缓慢,表现出相对稳定的流变过程,而动载作用幅值超过40 kPa时,动应变增长迅速,进入加速流变阶段,直到试样破坏。研究结果对揭示动载作用下软弱岩土动态流变力学特性,对探索软弱岩土加速流变规律、岩土流变失稳的动力学条件等具有一定的理论和现实意义。